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Feature-reduction and semi-simulated data in functional connectivity-based cortical parcellation

Neuroscience Bulletin 2013年第3期29卷 333-347页

作者： Xiaoguang Tian cirong liu Tianzi Jiang Joshua Rizak Yuanye Ma Xintian Hu Kunming Institute of Zoology Chinese Academy of Sciences The University of Queensland Queensland Brain Institute LIAMA Center for Computational Medicine National Laboratory of Pattern Recognition Institute of Automation Chinese Academy of Sciences Yunnan Key Lab of Primate Biomedical Research State Key Laboratory of Brain and Cognitive Science Institute of Biophysics Chinese Academy of Sciences Kunming Bio-International

Recently, restingstate functional magnetic resonance imaging has been used to parcellate the brain into functionally distinct regions based on the information available in functional connectivity maps. However, brain voxels are not independent units and adjacent voxels are always highly correlated, so functional connectivity maps contain redundant information, which not only impairs the computational efficiency during clustering, but also reduces the accuracy of clustering results. The aim of this study was to propose featurereduction approaches to reduce the redundancy and to develop semisimulated data with defined ground truth to evaluate these approaches. We proposed a featurereduction approach based on the Affinity Propagation Algorithm （APA） and compared it with the classic feature reduction approach based on Principal Component Analysis （PCA）. We tested the two approaches to the parcellation of both semisimulated and real seed regions using the Kmeans algorithm and designed two experiments to evaluate their noise resistance. We found that all functional connectivitymaps （with/without feature reduction） provided correct information for the parcellation of the semi simulated seed region and the computational efficiency was greatly improved by both feature reduction approaches. Meanwhile, the APAbased featurereduction approach outperformed the PCA based approach in noiseresistance. The results suggested that functional connectivity maps can provide correct information for cortical parcellation, and featurereduction does not significantly change the information. Considering the improvement in computational efficiency and the noiseresistance, featurereduction of functional connectivity maps before cortical parcellation is both feasible and necessary.

关键词： cortical parcellation resting-state fMRI functional connectivity feature reduction stimulateddata AP algorithm

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Brain developmental and cortical connectivity changes in transgenic monkeys carrying the human-specific duplicated gene SRGAP2C

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National Science Review 2023年第11期10卷 45-60页

作者： Xiaoyu Meng Qiang Lin Xuerui Zeng Jin Jiang Min Li Xin Luo Kaimin Chen Haixu Wu Yan Hu cirong liu Bing Su State Key Laboratory of Genetic Resources and Evolution Kunming Institute of ZoologyChinese Academy of Sciences National Resource Center for Non-Human Primates Kunming Primate Research Centerand National Research Facility for Phenotypic and Genetic Analysis of Model Animals (Primate Facility)Kunming Institute of ZoologyChinese Academy of Sciences Kunming College of Life Science University of Chinese Academy of Sciences Center for Excellence in Brain Science and Intelligence Technology Institute of NeuroscienceCAS Key Laboratory of Primate NeurobiologyChinese Academy of Sciences Center for Excellence in Animal Evolution and Genetics Chinese Academy of Sciences

Human-specific duplicated genes contributed to phenotypic innovations during the origin of our own species, such as an enlarged brain and highly developed cognitive abilities. While prior studies on transgenic mice carrying the human-specific SRGAP2C gene have shown enhanced brain connectivity, the relevance to humans remains unclear due to the significant evolutionary gap between humans and rodents. In this study,to investigate the phenotypic outcome and underlying genetic mechanism of SRGAP2C, we generated transgenic cynomolgus macaques(Macaca fascicularis) carrying the human-specific SRGAP2C *** MRI imaging revealed delayed brain development with region-specific volume changes,accompanied by altered myelination levels in the temporal and occipital regions. On a cellular level, the transgenic monkeys exhibited increased deep-layer neurons during fetal neurogenesis and delayed synaptic maturation in adolescence. Moreover, transcriptome analysis detected neotenic expression in molecular pathways related to neuron ensheathment, synaptic connections, extracellular matrix and energy metabolism. Cognitively, the transgenic monkeys demonstrated improved motor planning and execution skills. Together, our findings provide new insights into the mechanisms by which the newly evolved gene shapes the unique development and circuitry of the human brain.

关键词： transgenic monkey brain evolution brain development neurogenesis neoteny

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Transgenic rhesus monkeys carrying the human MCPH1 gene copies show human-like neoteny of brain development

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National Science Review 2019年第3期6卷 480-493页

作者： Lei Shi Xin Luo Jin Jiang Yongchang Chen cirong liu Ting Hu Min Li Qiang Lin Yanjiao Li Jun Huang Hong Wang Yuyu Niu Yundi Shi Martin Styner Jianhong Wang Yi Lu Xuejin Sun Hualin Yu Weizhi Ji Bing Su State Key Laboratory of Genetic Resources and Evolution Kunming Institute of Zoology Chinese Academy of Sciences Primate Research Center Kunming Institute of Zoology Chinese Academy of Sciences Center for Excellence in Animal Evolution and Genetics Chinese Academy of Sciences Kunming College of Life Science University of Chinese Academy of Sciences Yunnan Key Laboratory of Primate Biomedical Research Institute of Primate Translation Medicine Kunming University of Science and Technology Department of Psychiatry University of North CarolinaChapel Hill Department of Computer Science University of North CarolinaChapel Hill Key Laboratory of Animal Models and Human Disease Mechanisms Kunming Institute of Zoology Chinese Academy of Sciences Department of Medical Imaging the First Affiliated Hospital of Kunming Medical University Department of Minimally Invasive Neurosurgery the First Affiliated Hospital of Kunming Medical University

Brain size and cognitive skills are the most dramatically changed traits in humans during evolution and yet the genetic mechanisms underlying these human-specific changes remain elusive. Here, we successfully generated 11 transgenic rhesus monkeys(8 first-generation and 3 second-generation) carrying human copies of MCPH1, an important gene for brain development and brain evolution. Brain-image and tissue-section analyses indicated an altered pattern of neural-cell differentiation, resulting in a delayed neuronal maturation and neural-fiber myelination of the transgenic monkeys, similar to the known evolutionary change of developmental delay(neoteny) in humans. Further brain-transcriptome and tissue-section analyses of major developmental stages showed a marked human-like expression delay of neuron differentiation and synaptic-signaling genes, providing a molecular explanation for the observed brain-developmental delay of the transgenic monkeys. More importantly, the transgenic monkeys exhibited better short-term memory and shorter reaction time compared with the wild-type controls in the delayed-matching-to-sample task. The presented data represent the first attempt to experimentally interrogate the genetic basis of human brain origin using a transgenic monkey model and it values the use of non-human primates in understanding unique human traits.

关键词： human evolution brain development MCPH1 transgenic monkey neoteny cognition

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白族白-汉双语者与汉族非双语者全脑灰质密度差异的研究

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国际放射医学核医学杂志 2021年第7期45卷 421-426页

作者：晁芳刘赐融孙学进莫茵解玥赵建山田伟四川省宜宾市第二人民医院CT/MRI室 644000 中国科学院昆明动物研究所灵长类研究室 650223 昆明医科大学第一附属医院磁共振室 650031

目的通过分析白族白-汉双语者与汉族非双语者全脑灰质密度的差异,初步探讨少数民族第二语言习得可能的大脑基础及后天学习对大脑微观结构的影响。方法回顾性分析2012年4月至2013年4月于昆明医科大学第一附属医院就诊的33名熟练掌握白族... 详细信息

目的通过分析白族白-汉双语者与汉族非双语者全脑灰质密度的差异,初步探讨少数民族第二语言习得可能的大脑基础及后天学习对大脑微观结构的影响。方法回顾性分析2012年4月至2013年4月于昆明医科大学第一附属医院就诊的33名熟练掌握白族语言和汉语2种语言的白族健康成年人[简称白族白-汉双语者,其中男性18名、女性15名,年龄20~50(25.33±4.65)岁]和30名使用汉语单一语言的汉族健康成年人[简称汉族非双语者,其中男性13名、女性17名,年龄20~50(26.16±2.05)岁]的大脑MRI显像资料。对白族白-汉双语者和汉族非双语者进行三维T1加权扫描,所得数据采用基于体素的形态学分析(VBM)方法分析全脑灰质密度,并采用双样本t检验比较2组受试者全脑灰质密度的差异。结果全脑灰质密度差异及其统计参数图的结果显示,白族白-汉双语者的右侧额中回(t=4.00,P<0.001)、右侧眶回(t=2.68,P<0.001)、右侧直回(t=2.25,P<0.001)、左侧直回(t=2.69,P<0.001)、左侧豆状核(t=3.90,P<0.001)局部灰质密度明显高于汉族非双语者。结论白族白-汉双语者与汉族非双语者全脑灰质密度有差异的脑区集中在前额叶和纹状体,其与白族白-汉双语者第二语言的习得关系密切,后天第二语言的学习可能导致大脑微观结构的改变。

关键词：汉族磁共振成像白族白-汉双语基于体素的形态学分析灰质密度

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悖论思维对团队创新战略决策的“双刃剑”影响——基于准实验设计的事件分析法研究

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科技进步与对策 2023年第9期40卷 12-21页

作者：李春萱李其容杨艳宇刘京吉林大学商学与管理学院吉林长春130012 吉林大学创新创业研究院吉林长春130022

基于认知匹配理论,以145个研发团队的主管与成员为被试,借助准实验设计探讨悖论思维的积极与消极作用。构建事件分析法的多层线性模型,分析研发任务调整前后,团队悖论思维对团队创新战略决策的“双刃剑”影响路径。结果发现:研发任务调... 详细信息

基于认知匹配理论,以145个研发团队的主管与成员为被试,借助准实验设计探讨悖论思维的积极与消极作用。构建事件分析法的多层线性模型,分析研发任务调整前后,团队悖论思维对团队创新战略决策的“双刃剑”影响路径。结果发现:研发任务调整前,团队悖论思维正向影响团队争执、负向影响团队决策全面性;研发任务调整后,团队悖论思维正向影响团队决策全面性、负向影响团队决策争执;研发任务调整前后,团队工作负荷、信息细化分别中介团队悖论思维对团队争执和决策全面性的影响。

关键词：悖论思维创新战略决策工作负荷信息细化研发任务调整

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间隙相和微量合金元素对18Cr－2Mo不锈钢脆性的影响

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特殊钢 1994年第1期15卷 23-26页

作者：李玉清汪慈榕柳学胜关云大冶钢厂研究所

１８Ｃｒ－２Ｍｏ钢较低的塑性原与Ｃ，Ｎ，Ｓ间隙原子存在所形成的短程障碍有关，某些间隙相大厚片和小片群沿｛１００｝面大量析出，使钢在０℃下易产生解理断裂解理断裂；加Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ｍｎ不能改善钢的韧性。加Ｔｉ因只析出有... 详细信息

１８Ｃｒ－２Ｍｏ钢较低的塑性原与Ｃ，Ｎ，Ｓ间隙原子存在所形成的短程障碍有关，某些间隙相大厚片和小片群沿｛１００｝面大量析出，使钢在０℃下易产生解理断裂解理断裂；加Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ，Ｍｎ不能改善钢的韧性。加Ｔｉ因只析出有球化趋势的间隙相，并降低钢中自由Ｃ，Ｎ，Ｓ原子含量，有利于提高钢的塑性。

关键词：间隙相不锈钢脆性合金元素

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基于药物重定位建立以α1酸性糖蛋白为靶点的高通量筛选平台及潜在减肥药物的发现

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药学实践与服务 2024年第3期42卷 114-120页

作者：陈枫杨慈荣张圳陈飞刘霞海军军医大学药学系临床药学教研室上海200433 92730部队92分队海南三亚572000

目的α1酸性糖蛋白(ORM)是减肥药物研发的新靶点。基于药物重定位,拟从已上市药物的化合物库中寻找可以靶向ORM的潜在减肥药物。方法构建pGL4.20-ORM1启动子重组质粒,验证后利用慢病毒载体构建稳定表达ORM1启动子-LUC-PURO的AML12细胞株... 详细信息

目的α1酸性糖蛋白(ORM)是减肥药物研发的新靶点。基于药物重定位,拟从已上市药物的化合物库中寻找可以靶向ORM的潜在减肥药物。方法构建pGL4.20-ORM1启动子重组质粒,验证后利用慢病毒载体构建稳定表达ORM1启动子-LUC-PURO的AML12细胞株,利用该细胞株对上市药物库中化合物进行高通量筛选,通过酶标仪对细胞的荧光值进行表征。结果对1470种化合物进行初筛和复筛,发现42种化合物可以提高ORM1启动子表达,可用于进一步的减肥效应评估。结论通过慢病毒载体成功构建了LV-AML12-ORM1启动子-LUC-PURO稳定表达细胞株,为高效、稳定筛选靶向ORM的减肥药物奠定了基础。

关键词：药物重定位 α1酸性糖蛋白高通量筛选肥胖减肥药物

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黄芪甲苷衍生物治疗慢性心力衰竭小鼠的药效评价及作用机制研究

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药学实践与服务 2024年第5期42卷 190-197页

作者：景凯杨慈荣张圳臧艺蓓刘霞海军军医大学药学系临床药学教研室上海200433 92730部队92分队海南三亚572000

目的对黄芪甲苷系列衍生物治疗慢性心力衰竭的药效学进行评价,筛选候选化合物,初步探讨候选化合物黄芪甲苷衍生物HHQ16抗心衰的作用机制。方法采用左冠状动脉前降支结扎四周诱导C57BL/6小鼠慢性心衰模型,将小鼠分为假手术组、模型组、... 详细信息

目的对黄芪甲苷系列衍生物治疗慢性心力衰竭的药效学进行评价,筛选候选化合物,初步探讨候选化合物黄芪甲苷衍生物HHQ16抗心衰的作用机制。方法采用左冠状动脉前降支结扎四周诱导C57BL/6小鼠慢性心衰模型,将小鼠分为假手术组、模型组、阳性对照卡托普利组、系列黄芪甲苷衍生物组,共4组。小鼠灌胃给药4周,超声心动检测心功能,筛选出治疗心衰的最优黄芪甲苷衍生物HHQ16。进一步对HHQ16进行初步机制研究,通过大体形态学观察心脏的大小变化;HE染色观察心脏的病理变化;Masson染色观察心肌胶原沉积;免疫组化染色检测心肌纤维化指标Ⅰ型胶原(COL1)、III型胶原(COL3)、α平滑肌肌动蛋白(αSMA)蛋白水平变化;qPCR技术测定心肌纤维化指标COL1、COL3、αSMA和转化生长因子β1(TGF-β1)mRNA水平的变化。结果黄芪甲苷衍生物均能显著增加左室射血分数(LVEF)和左室短轴缩短率(LVFS),改善心功能,以HHQ16为最优化合物。与模型组相比,HHQ16组心脏体积显著减小,心肌肥大减轻,心肌组织胶原沉积显著下降,心肌纤维化指标COL1、COL3、αSMA和TGF-β1 mRNA水平以及COL1、COL3、αSMA蛋白水平显著降低。结论HHQ16是治疗小鼠心衰的最优黄芪甲苷衍生物,它通过改善心肌重塑,抑制心肌肥大和心肌纤维化,改善心功能。

关键词：黄芪甲苷衍生物慢性心力衰竭心功能心肌纤维化

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25Ni-15Cr铁基合金涡轮盘齿断裂分析

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上海金属 1998年第3期20卷 39-42页

作者：李玉清汪慈榕李蓬刘雅晶大冶特殊钢股份有限公司技术中心黄石435001 东北大学

25Ni－15Cr合金制涡轮盘运行中盘齿断裂的主要原因是模锻温度过高，晶粒尺寸过大，大部分晶界为模锻冷却过程中形成的MC脆性薄片所包复。适当降低模锻温度，并适当降低钛含量和提高硼含量，均有利于增长涡轮盘的使用寿命。

关键词：涡轮盘齿断裂 MC薄片高温合金模型锻造

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